工程地質與水文地質勘察相關問題研究

榮傳志

（河北省地礦局第五地質大隊，河北 唐山 063000）

1 水文地質勘察的必要性分析

1.1 水文地質條件對工程項目的不利影響

1.1.1 對基坑開挖的影響

隨著人口的不斷增加，人們對于房屋建筑的需求越來越多，而土地資源的有限，使得高層建筑越來越多。為了保證高層建筑整體的穩(wěn)定性，地基需要相應的加深，以確保地基能夠承受建筑主體的應力。在地基開挖前，必須要對基坑深度范圍內(nèi)的水文地質條件進行詳細勘察，并根據(jù)勘察結果評估其可能會對基坑開挖造成的影響，然后制定相應的防護措施。如果勘察數(shù)據(jù)與實際情況出現(xiàn)嚴重偏差，那么可能會在基坑開挖的過程中發(fā)生地下水的滲透，影響基坑開挖的進度和質量[1]。

1.1.2 對建筑周邊土質的影響

建筑工程作業(yè)區(qū)域內(nèi)的水文地質條件對于土壤結構有著重大影響，需要根據(jù)水文地質的勘察結果來采取相應的措施，防止地下水對于土壤結構的破壞。如果在施工過程中出現(xiàn)地下水滲入的狀況，會增加地基土壤的含水量，減弱地基的強度。且土壤結構會因水分含量增高而重力增加從而引起下沉，導致基坑的坍塌，影響建筑工程整體的穩(wěn)定性。因此必須根據(jù)準確的勘察結果，如果工程項目施工現(xiàn)場的地下水位較高，則應當采取一定的防水措施對地基進行防護，保證地基不受地下水的侵蝕影響。

1.1.3 地下水位上升的影響

地下水位會受各種因素的影響而處于不斷變動的狀態(tài)，如地表河流、降雨、人為因素等都會使地下水位上升。在進行水文地質勘察時如果沒有明確這些影響因素，那么在施工過程中遇到地下水位上升的情況，就會使土壤中水分含量增多，土壤中的某些離子成分溶解在水中，就有可能會與建筑工程的原料發(fā)生化學反應變成具有腐蝕性的溶液，從而對建筑工程地基的穩(wěn)定性造成影響，嚴重的會影響建筑工程整體的使用安全，造成建筑工程傾斜、偏移、下陷等狀況[2]。

1.1.4 地下水位下降的影響

地下水位的變化除了上升還會受日曬蒸發(fā)、人們生活用水的影響出現(xiàn)水位下降，而水位下降可能會引起建筑工程所在的地面不均勻沉降、裂縫等問題，影響建筑工程的穩(wěn)定性和使用安全。因此，在進行工程水文地質勘察時必須要考察這些影響因素，并在工程設計中采取相應措施減少地下水位下降對于工程所在地區(qū)土壤結構、建筑工程地基及整體結構的不良影響。

1.2 工程水文地質勘察的意義

1.2.1 保證水文地質勘查報告的合理性與準確性

在工程地質水文勘察完成后，需要編制勘察報告，前期勘察工作是否全面、精確將直接決定勘察報告是否合理。總結以前的工程項目施工經(jīng)驗，我們知道工程項目施工區(qū)域的地下水位波動較大、巖石結構穩(wěn)定性差的，會增加施工過程中的難度和安全風險，同時也會給建筑工程整體埋下質量隱患，導致建筑工程在完工投入使用后出現(xiàn)一系列的質量問題。而如果水文地質勘察得出的數(shù)據(jù)結果可靠，編制出的勘察報告精確合理，那么就可以提前設計一些支護手段和防護措施，避免受到地下水的不良影響，提高巖石地質的穩(wěn)定性[3]。

1.2.2 保證施工安全和施工進度

隨著高層建筑的增多，地基的深度也必須隨之加深，以此來保證地基的穩(wěn)定性和承重力?；拥募由顣艿降叵滤?、地下巖石層、土壤性質等水文地質條件的影響，在施工前全面勘察這些情況，使施工單位掌握施工地區(qū)內(nèi)的地下水位情況、巖石層的厚度性質、土壤成分等所有情況，可以提前制定相應的基坑防護和支護措施，保證施工過程的安全以及工程進度如期進行。通過對勘察結果數(shù)據(jù)進行分析，評估施工過程中的安全風險，提前制定應急方案，可避免施工過程中意外事故的發(fā)生導致安全事故。

1.2.3 優(yōu)化施工方案，保證建筑工程質量

勘察數(shù)據(jù)結果對于工程項目設計和施工有著重要的指導作用，能夠使設計方案更加符合工程施工現(xiàn)場的實際情況，具有可行性。

比如，在采購工程原材料的過程中，應當根據(jù)地質勘查報告來分析確定建筑工程整體結構應當達到的強度，并以此來選購符合建筑結構強度要求的原材料，保證建筑工程的質量合格。

2 工程水文地質勘察工作的開展

在工程項目設計施工之前，相關單位應對工程水文地質條件進行全面的勘察，同時要認識到當前我們在工程水文地質勘察過程中存在的不足之處，并且有針對性地加以改正，保證勘察的全面性以及勘察結果的精確至關重要。

2.1 勘察過程中存在的問題

2.1.1 勘察人員整體素質不高

工程水文地質的勘察工作必須委派專業(yè)的人員來進行，必須具有較高的專業(yè)水平、工作能力以及豐富的經(jīng)驗，才能保證勘察結果的全面、準確。但是當前一些勘察工作人員對于工程水文地質的勘察并不重視，從而在勘察過程中敷衍了事，勘察質量低下；勘察人員對于工程建設的要求、目的等沒有清楚的了解，無法掌握勘察工作的重點。

2.1.2 勘察內(nèi)容不全面

對于工程水文地質條件的勘察內(nèi)容必須要全面，明確地下水的分布狀況、巖土層的各種性狀、土壤的成分等所有可能對建筑工程產(chǎn)生影響的因素。但是當前工程水文地質的勘察并不能全面地掌握施工區(qū)域的水文地質條件，一方面是勘察人員工作能力和態(tài)度的問題，另一方面是當前的勘察技術和勘察手段不足以支持更深層次的水文地質勘察。

2.1.3 忽略人為因素對水文地質條件的影響

在勘察過程中，必須要全面考慮各種外在因素是否會對施工區(qū)域水文地質條件產(chǎn)生質變性的影響，進而影響到建筑工程的施工。但是勘察人員往往會忽略人為因素及建筑施工過程中可能會對水文地質條件帶來的變化，而這些變化反過來又會影響建筑工程的質量。

2.2 工程水文地質勘察的重點

2.2.1 地下水

地下水在地層中的存在形式包括自由水、結合水和毛細水，對于三種不同形式的地下水表現(xiàn)形式要有針對性地運用不同勘察手段進行勘察，并且對于地下水的各種性狀都必須考察清楚、全面，主要包括：第一，地下水的基礎參數(shù)，如三種形態(tài)的地下水層所在位置、厚度、水位等等基礎參數(shù)；第二，地下水的理化性質，如地下水的受力情況、滲透性能、流動速度等；第三，會引起地下水的性質狀態(tài)的變化的各種外在因素，如降水多少、用水量、建筑施工過程中會對地下水造成的影響等，并進行綜合分析判斷，這些因素會導致地下水的變化程度，是否會對建筑工程產(chǎn)生影響等，從而采取相應的防護措施。

2.2.2 巖土層

第一，巖土層的軟化性質。巖土層長期受水流的侵蝕沖刷就會造成性狀的改變，比如南方典型的喀斯特地貌。長期受水流侵蝕的巖土層的結構強度會逐漸降低，逐漸變成軟土層，這種地質條件的變化會破壞建筑工程整體的穩(wěn)定性。因此在進行巖土層的勘察時，必須對其軟化性質進行評價。當然，任何巖土層長期受到水流侵蝕都會在一定程度上發(fā)生軟化，因為不同類型、性狀的巖石軟化的速度存在差異，地質勘察就是要對這些差異進行考察分析，并評估其在建筑工程使用期間是否會發(fā)生軟化，以及軟化的程度是否會影響到建筑工程的穩(wěn)定性和使用安全。第二，透水性質。透水性質是指巖石的抗?jié)B性能，就是巖石阻擋地下水分子穿透自身的性能指標。巖石抗?jié)B性能強弱會影響其本身的結構強度，進而對其上的建筑工程產(chǎn)生影響，因此在工程水文地質條件勘察過程中必須考察并計算出施工區(qū)域巖石層的透水系數(shù)，來制定不同的施工方案和強化措施。一般來說，巖石的硬度與其透水指數(shù)成反比，就是說巖石越堅硬，透水系數(shù)越低，抗?jié)B性能也就越好，在這樣的巖土層上進行建筑施工能夠較好地保證建筑工程的穩(wěn)定性。另外，巖石的組成顆粒的大小也會影響其透水系數(shù)，顆粒越大的透水性越強，容易受到地下水的侵蝕，對于這樣的巖土層進行建筑工程施工時就需要采取一定的加固措施。第三，其他內(nèi)容。對于工程項目施工區(qū)域內(nèi)的不同巖土層的性能、厚度、成分、基礎結構等情況進行勘察，并分析各巖土層的強度、抗壓能力、顆粒密度大小、巖石的密實度等等，合理評估其是否具有耐用性，并根據(jù)評估結果來制定相應的工程設計方案，并對施工方案加以完善優(yōu)化。

2.2.3 自然地理條件

對于自然地理條件的勘察主要有以下幾方面內(nèi)容：第一，施工區(qū)域內(nèi)的地形地貌，根據(jù)地形地貌條件可以進一步確定地下巖土層及地下水流的情況，據(jù)此來評估這樣的地形地貌會對施工過程及建筑工程帶來何種安全風險及質量隱患。第二，地表河流的分布情況，以及河流數(shù)量、寬度等，工程項目所在地的氣候條件、降水量、溫度濕度的變化情況等，以及風向風速等因素，分析這種變化是否會對建筑工程產(chǎn)生影響，以及這種影響是否需要采取措施進行預防、什么樣的預防措施最為合理。因此在進行工程水文地質條件的勘察時不能忽略對水文地質條件產(chǎn)生影響的各種因素，這樣更加有利于施工方案的優(yōu)化調整，提升建筑工程的質量和使用安全。

3 強化工程水文地質勘察效果的措施

3.1 提前制定勘察計劃

科學合理的勘察計劃能夠指導工程水文地質勘察工作的順利開展，保證勘察內(nèi)容的全面性，以及勘察結果的準確性。第一，要合理劃分勘察工作的階段。一般情況下，工程項目的勘察過程需要經(jīng)過三個階段。首先是踏勘階段，對區(qū)域內(nèi)的整體外觀進行初步了解，如區(qū)域的地形地貌、往年的氣象材料、河流分布情況等；其次是初勘階段，需要了解一些基礎的水文地質參數(shù)，如地下水的位置、巖土層的分布情況等；最后是詳勘階段，要深入地了解地下水的物理化學性狀、巖土層的理化性能，各因素之間的相互作用、影響后果等。第二，要明確勘察責任。對于每位勘察人員的任務要合理分配并且明確，對于勘察的要求、程序、記錄規(guī)范等都要有明確的標準，保證勘察人員按照標準要求完成自己承擔的勘察任務，保證勘察質量的高效可靠。

3.2 提升勘察技術

當前有許多工程地質勘察技術，如鉆探法、地面瞬波勘測技術等，而且不同的勘察技術適用于不同的地質環(huán)境和條件。在實際的應用當中，必須要根據(jù)施工區(qū)域的條件選擇相應的勘察技術。由于某些地區(qū)的水文地質條件比較復雜，單一的勘察技術并不能滿足工程項目對于勘察數(shù)據(jù)的需求，必須要使用多種勘察技術配合來完成工程水文地質的勘察，這就需要對各種勘察技術進行整合，建立起勘察技術的應用體系，明確在該區(qū)域內(nèi)進行勘察技術應用的次序，以及技術應用過程中應當注意的要點、勘測結果的記錄和處理方式等，保證勘察結果的全面和準確性。

3.3 加強勘察監(jiān)督

對工程水文地質勘察過程開展監(jiān)督，能夠有效提升勘察結果的質量，減少因為不規(guī)范的勘察對水文地質情況帶來的不利影響。具體監(jiān)督工作的開展，首先需要監(jiān)督人員有豐富的地質勘察專業(yè)知識和技能，能夠對勘察作業(yè)是否符合規(guī)范進行正確的監(jiān)督，并提出專業(yè)的改正意見。其次，結合實際勘察方案和現(xiàn)場情況，制定合理的監(jiān)督流程，采取合理的監(jiān)督手段，保證勘察工作的順利開展。最后，要加強對勘察數(shù)據(jù)結果的梳理整合和分析過程的監(jiān)督，保證對真實水文地質狀況的判斷及參數(shù)計算結果的準確性，為工程項目的設計和施工提供準確的參考標準。

3.4 提高勘察人員的整體水平，組建高水平的勘察隊伍

一支專業(yè)知識水平高、經(jīng)驗豐富、綜合素質高的勘察隊伍，是工程水文地質勘察質量的有效保證。首先，在勘察人員的選擇上，要考察勘察人員的綜合工作能力，優(yōu)先選擇工作技能強、專業(yè)水平高、經(jīng)驗豐富的勘察人員進入勘察隊伍。其次，要對勘察隊伍成員定期開展技能培訓，內(nèi)容應當包括勘察技術的應用要點、勘察標準、勘察結果記錄規(guī)范等，并且要組織專業(yè)技能的測試，對于測試不合格的要重新學習或者直接替換。

4 結語

工程項目所在區(qū)域范圍內(nèi)的水文地質條件對于建筑工程的整體質量和使用安全有著重大的影響作用，建設單位必須認識到水文地質條件對于工程的影響，并對水文地質的勘察工作予以重視，聘請專業(yè)的勘察隊伍對工程項目展開水文地質的勘察。在勘察過程中，勘察人員需要制定合理的勘察計劃，明確勘察的重點內(nèi)容，并根據(jù)初步勘察結果選擇相應的勘察技術或技術體系?？傊?，要提高工程水文地質勘察的意識，并且采取措施提高勘察的水平和質量，從而為建設工程項目提供全面、精確的地質條件狀況和各項參數(shù)，提升建筑工程的整體質量。